$\displaystyle \frac{1}{2} \left( \frac{2-\sqrt{3}}{2+\sqrt{3}}+\frac{2+\sqrt{3}}{2-\sqrt{3}} \right)$の値を求めよ．

等式$\displaystyle \frac{4}{1-x^4}=\frac{A}{1-x}+\frac{B}{1+x}+\frac{C}{1+x^2}$が$x$についての恒等式となるように，定数$A$，$B$，$C$を定める．定数$C$の値を求めよ．

$\displaystyle \sin \alpha=\frac{3}{5}$，$\displaystyle \sin \beta =\frac{4}{5} \left( 0<\alpha<\frac{\pi}{2},\ \frac{\pi}{2}<\beta<\pi \right)$のとき，$\cos (\alpha+\beta)=\gamma$となる．$25(\gamma+1)$の値を求めよ．

$3$次方程式$x^3-6x^2+ax+a=0$が異なる$3$つの実数解$u,\ v,\ w$をもち，
\[ (u-1)^3+(v-2)^3+(w-3)^2=0 \]
が成り立っているとする．ただし$a$は実数とする．このとき$u,\ v,\ w$の間に成り立つ関係式と$a$の値は次の$3$通りである．

(1)$\displaystyle w=[ノ],\ u+v=[ハ],\ a=\frac{[ヒフ]}{[ヘ]}$

(2)$\displaystyle v=[ホ],\ u+w=[マ],\ a=\frac{[ミム]}{[メ]}$

(3)$\displaystyle u=[モ],\ v+w=[ヤ],\ a=\frac{[ユ]}{[ヨ]}$

ただし，必要ならば，一般に$3$次方程式$ax^3+bx^2+cx+d=0$の$3$つの解を$\alpha$，$\beta$，$\gamma$とすると，
\[ \alpha+\beta+\gamma=-\frac{b}{a},\quad \alpha\beta+\beta\gamma+\gamma\alpha=\frac{c}{a},\quad \alpha\beta\gamma=-\frac{d}{a} \]
が成り立つことを用いてもよい．

$\mathrm{O}$を原点とする座標空間の$4$点$\mathrm{A}(2,\ 0,\ 0)$，$\mathrm{B}(0,\ 2,\ 0)$，$\mathrm{C}(1,\ 1,\ 2)$，$\mathrm{D}(1,\ 1,\ -2)$について，次の各問いに答えよ．また，$0<m<1$とする．

(1)$\mathrm{AB}$を$m:(1-m)$に内分する点を$\mathrm{P}_m$とし，$\mathrm{OP}_m$を$m:1$に内分する点を$\mathrm{Q}_m$とする．このとき，$\mathrm{Q}_{\frac{1}{5}}$の座標は，$\displaystyle \left( \frac{[ラ]}{[リ][ル]},\ \frac{[レ]}{[ロ][ワ]},\ [ヲ] \right)$である．

(2)$\mathrm{OC}$を$m:1$に内分する点を$\mathrm{R}_m$，$\mathrm{AD}$の中点を$\mathrm{M}$とし，$\mathrm{R}_m \mathrm{M}$を$m:(1-m)$に内分する点を$\mathrm{S}_m$とすると，$\mathrm{S}_{\frac{1}{2}}$の座標は，$\displaystyle \left( \frac{[ン][あ]}{[い][う]},\ \frac{[え]}{[お][か]},\ \frac{[き]}{[く]} \right)$である．
(3)$\overrightarrow{\mathrm{CQ}_m}$と$\overrightarrow{\mathrm{OA}}$について，
\[ \overrightarrow{\mathrm{CQ}_m} \cdot \overrightarrow{\mathrm{OA}}=\frac{1}{m+1}(-[け]m^2+[こ]m-[さ]) \]
である．したがって，この$2$つのベクトルは垂直にはなりえない．
(4)$\overrightarrow{\mathrm{CQ}_m}$と$\overrightarrow{\mathrm{AB}}$が垂直となるような$m$の値は，$\displaystyle m=\frac{[し]}{[す]}$である．

(5)$\displaystyle \frac{m+1}{m} \times \mathrm{Q}_m \mathrm{S}_m$が最小となるのは$\displaystyle m=\frac{[せ][そ]}{[た][ち]}$のときであり，その最小値は$\displaystyle \sqrt{\frac{[つ][て]}{[と][な]}}$である．

$\displaystyle \sin \theta+\cos \theta=\frac{1}{\sqrt{5}}$のとき，$\displaystyle -\frac{8}{13} \left( \tan^3 \theta+\frac{1}{\tan^3 \theta} \right)$の値を求めよ．

辺$\mathrm{BC}$，$\mathrm{CA}$，$\mathrm{AB}$のそれぞれの長さが，$2$，$6$，$6$となる三角形$\mathrm{ABC}$について考える．この三角形$\mathrm{ABC}$の内接円の半径を$r$，外接円の半径を$R$としたとき，$\displaystyle \frac{18r}{R}$の値を求めよ．

辺$\mathrm{BC}$，$\mathrm{CA}$，$\mathrm{AB}$のそれぞれの長さが，$6$，$5$，$7$となる三角形$\mathrm{ABC}$について考える．$\angle \mathrm{A}$の二等分線と辺$\mathrm{BC}$の交点を$\mathrm{D}$とし，線分$\mathrm{AD}$の長さを$L$とするとき，$\displaystyle \frac{12L}{\sqrt{105}}$の値を求めよ．

箱の中に赤玉$10$個と白玉$90$個が入っている．この箱から$4$個の玉を同時に取り出すこととする．$1$個が赤玉で$3$個が白玉である確率を$p$とすると，$\displaystyle \frac{1}{n+1}<p<\frac{1}{n}$（$n$は自然数）の関係が成立する．$n$の値を求めよ．

大小$2$つのサイコロを同時に投げる試行について考える．出た目の積が偶数になる場合が$m$通り，出た目の積が$4$の倍数になる場合が$n$通りであるとする．$\displaystyle \frac{m-n}{6}$の値を求めよ．